JP2011108979A - 被加工物の切削方法 - Google Patents

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竜彦 森
珠貴 鈴木
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Abstract

【課題】 不良の発生を防止可能な被加工物の切削方法を提供することである。
【解決手段】 切削ブレードを用いて被加工物を切削する切削方法であって、被加工物の一面に粘着シートを配設するステップと、被加工物の該粘着シートが配設された側を保持手段で保持するステップと、10℃以下の温度の切削液を切削ブレードに供給しながら該切削ブレードを該粘着シートに至るまで切り込ませて被加工物を切削するステップと、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図5

Description

本発明は、切削ブレードを用いて半導体ウエーハ等の被加工物を切削する被加工物の切削方法に関する。
表面にIC,LSI等のデバイスが複数形成された半導体ウエーハや、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、サファイア基板等の被加工物はダイシング装置によって個々のチップに分割され、分割されたチップは各種電気機器に広く利用されている。
分割された個々のチップのハンドリングを容易にするためと被加工物を完全切断するために、分割に際して被加工物は粘着シートであるダイシングテープに貼着され、ダイシングテープを介して環状フレームにより支持される。
ダイシング装置は粘着シートに貼着された被加工物を保持するチャックテーブル(保持手段)と、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、切削ブレードに切削液を供給するノズルとを備え、切削ブレードが回転しながら粘着シートまで切り込むことで被加工物が分割される(例えば、特開2000−349046号公報参照)。
一般に粘着シートはポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の基材と、基材上に形成されたアクリル系やゴム系の粘着剤層とで構成される。そして、被加工物はこの粘着剤層上に貼着される(例えば、特開平5−156214号公報参照)。
特開2000−349046号公報 特開平5−156214号公報
従来の半導体ウエーハ等の被加工物の切削方法では、ダイシング装置をクリーンルーム内に設置し、21〜22℃の温度範囲で恒温調整された切削水を供給しながら被加工物の切削を遂行している。
ところが、被加工物を支持している粘着剤層は軟らかいため、粘着シートに貼着された被加工物を切削ブレードで切削する際、チップが動いてしまうという問題がある。特に、被加工物を10mm以下と小サイズのチップへ分割する場合において、チップの動きが顕著に発生する。
切削中にチップが動いてしまうと、分割されたチップにはチップ側面が垂直に形成されない所謂異形状と呼ばれる不良や、チップの表裏面にチッピング、クラック等の不良が大きく発生する。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、不良の発生を防止可能な被加工物の切削方法を提供することである。
本発明によると、切削ブレードを用いて被加工物を切削する切削方法であって、被加工物の一面に粘着シートを配設するステップと、被加工物の該粘着シートが配設された側を保持手段で保持するステップと、10℃以下の温度の切削液を切削ブレードに供給しながら該切削ブレードを該粘着シートに至るまで切り込ませて被加工物を切削するステップと、を具備したことを特徴とする被加工物の切削方法が提供される。
本発明によると、10℃以下の温度の切削液が切削ブレードに供給されつつ、被加工物の切削が遂行されるので、切削ブレードの先端である加工点に回り込んだ切削液や被加工物上に飛散した切削液によって粘着シートの粘着剤層が冷却されて硬化する。これにより、切削中のチップの動きが抑制され、不良の発生を抑えることができる。
本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置の外観斜視図である。 粘着シート(ダイシングテープ)を介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの斜視図である。 切削ブレードとホイールカバー部分の斜視図である。 切削ブレード及びホイールカバー部分の側面図である。 本発明の切削方法により切削された半導体ウエーハの断面図である。 従来方法により切削されてチップに異形状が発生した半導体ウエーハの断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の切削方法を実施するのに適した切削装置(ダイシング装置)2の外観斜視図である。
切削装置2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段4が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるCRT等の表示手段6が設けられている。
図2に示すように、ダイシング対象の半導体ウエーハWの表面においては、第1のストリートS1と第2のストリートS2とが直交して形成されており、第1のストリートS1と第2のストリートS2とによって区画されて多数のデバイスDがウエーハW上に形成されている。
ウエーハWは粘着シートであるダイシングテープTに貼着され、ダイシングテープTの外周縁部は環状フレームFに貼着されている。これにより、ウエーハWはダイシングテープTを介してフレームFに支持された状態となり、図1に示したウエーハカセット8中にウエーハが複数枚(例えば25枚)収容される。ウエーハカセット8は上下動可能なカセットエレベータ9上に載置される。
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削前のウエーハWを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット8に搬入する搬出入手段10が配設されている。ウエーハカセット8と搬出入手段10との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域12が設けられており、仮置き領域12には、ウエーハWを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段14が配設されている。
仮置き領域12の近傍には、ウエーハWと一体となったフレームFを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段16が配設されており、仮置き領域12に搬出されたウエーハWは、搬送手段16により吸着されてチャックテーブル18上に搬送され、このチャックテーブル18に吸引されるとともに、複数のクランプ19によりフレームFが固定されることでチャックテーブル18上に保持される。
チャックテーブル18は、回転可能且つX軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハWの切削すべきストリートを検出するアライメント手段20が配設されている。
アライメント手段20は、ウエーハWの表面を撮像する撮像手段22を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段22によって取得された画像は、表示手段6に表示される。
アライメント手段20の左側には、チャックテーブル18に保持されたウエーハWに対して切削加工を施す切削手段24が配設されている。切削手段24はアライメント手段20と一体的に構成されており、両者が連動してY軸方向及びZ軸方向に移動する。
切削手段24は、回転可能なスピンドル26の先端に切削ブレード28が装着されて構成され、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード28は撮像手段22のX軸方向の延長線上に位置している。
25は切削が終了したウエーハWを洗浄装置27まで搬送する搬送手段であり、洗浄装置27では、ウエーハWを洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウエーハWを乾燥する。
図3を参照すると、スピンドル26に装着された切削ブレード28をホイールカバー(ブレードカバー)30で包囲した状態の斜視図が示されている。ホイールカバー30にはブレード破損検出器32が取り付けられている。
ブレード破損検出器32は、図4に示すように光ファイバー36に接続された発光部34の先端と、同じく光ファイバーに接続された受光部の先端とが切削ブレード28の切刃28aを挟んで対向するように位置づけられて構成されている。38はブレード破損検出器32の位置を調整する調整ねじであり、40は調整された位置でブレード破損検出器32を固定する固定ねじである。
ホイールカバー30内には図示しないエアーシリンダが収容されており、エアーシリンダのピストンロッドの先端には図示しない取り付けプレートが固定されている。この取り付けプレートに冷却水ノズルアセンブリ42がねじ44により締結されている。
冷却水ノズルアセンブリ42は、ホース48に接続される接続パイプ46と、接続パイプ46から分岐して切削ブレード28を挟んで伸長する冷却水ノズル50a,50bを含んでいる。各冷却水ノズル50a,50bの外側には飛沫カバー52が設けられている。
54は切削水ブロックであり、ねじ56によりホイールカバー30に締結されている。切削水ブロック54は、ホース60に接続される接続パイプ58と、接続パイプ58に接続された切削水ノズル62とを含んでいる。切削水ノズル62の先端(切削水供給口)は切削ブレード28の切刃28aに向かって開口している。
以下、このように構成された切削装置2を用いて被加工物であるウエーハWを切削する本発明の切削方法について説明する。被加工物であるウエーハWは、図2に示すように粘着シートであるダイシングテープTを介して環状フレームFに支持された状態でチャックテーブル18により吸引保持される。
ダイシングテープTは、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の基材と、基材上に形成されたアクリル系やゴム系の粘着剤層とから構成される。ウエーハWはダイシングテープTの粘着剤層上に貼着される。
チャックテーブル18により保持されたウエーハWをX軸方向に撮像手段22の直下に移動し、撮像手段22でウエーハWを撮像して、アライメント手段20で切削すべきストリートを検出するアライメントを実施する。
このアライメントに基づいて、切削しようとするストリートと切削ブレード28との位置合わせが行われた状態で、切削ブレード28を30000rpm程度の高速で回転しつつウエーハWに切り込ませ、更にチャックテーブル18をX軸方向に加工送りすることにより、位置合わせされたストリートが切削される。
本発明では、この切削時に冷却水ノズル50a,50bから切削ブレード28に向かって10℃以下の温度に冷却された切削水が噴出されるとともに、切削水ノズル62から切削ブレード28の切刃28aに向かって同じく10℃以下の温度に冷却された切削水が噴出される。
本発明では、冷却水ノズル50a,50bから噴出される切削水及び切削水ノズル62から噴出される切削水は10℃以下の温度に冷却されていることが必要であり、その下限は特に限定されない。
例えば、切削水に不凍液を混入することにより、切削水を凝固させずにマイナス数十度に冷却することが可能である。好ましくは、切削水としては純水が使用される。
本発明の切削方法では、このように10℃以下に冷却された切削水が冷却水ノズル50a,50b及び切削水ノズル62から噴出されながら切削ブレード28によりウエーハWの切削が遂行されるため、切削ブレード28の先端である加工点に回り込んだ切削水や、ウエーハW上に飛散した切削水によってダイシングテープTの粘着剤層が冷却されて硬化する。
これにより、ダイシングテープTの粘着剤層が切削中に動くことがないため、図5に示すように切削溝66の両側に露出するデバイス(チップ)Dの側面67は垂直に形成されるとともに、デバイスDの表裏面にチッピング、クラック等の不良が発生することが抑制される。
従来方法のように、21℃〜22℃の切削水を供給しながら切削を遂行すると、ダイシングテープTの粘着剤層が軟らかいため、図6に示すように切削溝66に露出するデバイスDの側面67に符号68で示すような異形状が発生するか、又はデバイスDの表裏面にチッピング、クラック等の不良が発生することがある。
本発明の切削方法は、切削中に供給する切削水を10℃以下の冷却することにより、この問題を解決したものであり、その利用価値は高いものである。
以上、被加工物 がウエーハの場合について説明したが、本発明の切削方法はウエーハに限らず、各種セラミックやサファイア、ガラス、樹脂基板等、様々な被加工物に適用可能である。
特にセラミックや石英ガラス、サファイア基板等、所謂難切削材の切削や、被加工物を小サイズチップへと分割する加工においては、従来方法のように20℃前後の切削水を供給しながら加工すると異形状の発生率が非常に高いため、本発明の切削方法が非常に有効である。
W 半導体ウエーハ
T 粘着シート(ダイシングテープ)
F 環状フレーム
18 チャックテーブル
28 切削ブレード
50a,50b 冷却水ノズル
62 切削水ノズル
66 切削溝

Claims (1)

  1. 切削ブレードを用いて被加工物を切削する切削方法であって、
    被加工物の一面に粘着シートを配設するステップと、
    被加工物の該粘着シートが配設された側を保持手段で保持するステップと、
    10℃以下の温度の切削液を切削ブレードに供給しながら該切削ブレードを該粘着シートに至るまで切り込ませて被加工物を切削するステップと、
    を具備したことを特徴とする被加工物の切削方法。
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